Zvukovi unutar zvijezde promijenili ono što znamo o starenju zvijezda

Zvukovi unutar zvijezde donijeli su neočekivane uvide u prirodu drevnih zvjezdanih sustava – a sve zahvaljujući hladnom narančastom patuljku udaljenom tek 21 svjetlosnu godinu od Zemlje.

Zvijezde nisu čvrsta tijela, već dinamične kugle vrele plazme u kojima neprestano kolaju valovi. Ti valovi ne samo da oblikuju unutarnju strukturu zvijezda, već ih znanstvenici mogu “osluškivati” pomoću preciznih instrumenata. Ova metoda proučavanja poznata je kao asteroseizmologija, a upravo je ona omogućila istraživačima da prvi put detaljno analiziraju vibracije unutar jedne stare i hladne zvijezde, daleko izvan tipičnog raspona dosadašnjih istraživanja.

Radi se o zvijezdi HD 219134 – narančastom patuljku koji je znatno manji i hladniji od Sunca, i koji do sada nije bio idealan kandidat za asteroseizmološke metode. Veće i sjajnije zvijezde lakše “pjevaju”, jer njihova unutarnja gibanja uzrokuju izraženije promjene u svjetlosti. No u ovom slučaju, napredna tehnologija uspjela je probiti te granice.

Zvukovi unutar zvijezde otkrili njezinu pravu starost

Tim znanstvenika, predvođen dr. Yaguangom Lijem sa Sveučilišta Hawaiʻi u Mānoi, koristio je najnoviji instrument opservatorija Keck – Keck Planet Finder (KPF). Zahvaljujući toj tehnologiji, po prvi put su uspjeli precizno izmjeriti unutarnje oscilacije HD 219134 i zaključiti da je riječ o zvijezdi staroj čak 10,2 milijarde godina.

“Vibracije zvijezde poput su njezine osobne pjesme,” rekao je dr. Li. “Slušajući te oscilacije, možemo točno odrediti njezinu masu, veličinu i starost.”

Iako je poznato da mlade zvijezde rotiraju brzo, a starije sporije, kod narančastih patuljaka ta usporavanja s vremenom postaju minimalna. To znači da sama brzina rotacije nije dovoljna za preciznu procjenu starosti. No sada, zahvaljujući analizi unutarnjih zvukova, znanstvenici imaju pouzdano novo sredstvo za kalibraciju “zvjezdanih satova.”

“Ovo je kao da smo pronašli izgubljeni alat za podešavanje ‘zvjezdanih satova’,” rekao je dr. Li. “Sada imamo referentnu točku koja nam pomaže razumjeti kako se zvijezde usporavaju kroz milijarde godina.”

Mjerenja su također otkrila da je HD 219134 manja nego što se prethodno mislilo – oko 4 posto manja od ranijih procjena temeljenih isključivo na svjetlosti. Preciznije određivanje njezine veličine i mase omogućilo je astronomima da revidiraju i karakteristike pet poznatih planeta koji kruže oko nje.

Istraživači su utvrdili da barem dva od tih planeta imaju stjenoviti sastav sličan Zemljinom, iako su veći. Kategorija u koju spadaju naziva se super-Zemlje. Da na njima postoji život, sada bismo mogli približno znati koliko je dugo tamo mogao postojati.

“Kada jednoga dana otkrijemo život na nekom egzoplanetu, željet ćemo znati koliko je star,” rekao je dr. Daniel Huber, jedan od suautora studije. “Zvučni potpis zvijezde oko koje kruži dat će nam taj odgovor.”

Znanstvenici se nadaju da će ovakva primjena asteroseizmologije postati sve češća – pogotovo u proučavanju sustava s potencijalno nastanjivim planetima.